12.11.4 Последовательность расчета реакторов с псевдоожиженным слоем катализатора

Полный расчет реактора включает последовательные этапы определения технологических и конструктивных параметров, а также показателей экономической эффективности его применения.

Конечной целью технологического расчета каталитического реактора является определение объема катализатора и поверхности теплообмена, обеспечивающих достижение необходимой скорости процесса и заданной степени превращения.

Конструктивные расчеты предусматривают определение основных размеров реактора в целом и его элементов, при которых достигается наибольшая эффективность проведения процесса.

При технологическом расчете реактора определяются следующие параметры:

1) выход продукта;

2) скорости процесса на различных стадиях его протекания;

3) количество и состав материальных потоков, проходящих через реакционные зоны;

4) расход сырья, тепла и других производственных затрат.

В большинстве случаев при расчете реактора КС придерживаются следующей последовательности:

1. Анализируют термодинамику и кинетику химической реакции на выбранном катализаторе.

2. Ориентировочно определяют оптимальные условия проведения процесса: температурный диапазон работы, давление, размер частиц катализатора, число полок, распределение катализатора по полкам и др.

3. Рассчитывают критические скорости взвешивания и уноса частиц и выбирают рабочую скорость газового потока.

4. Составляют материальный баланс.

5. Рассчитывают необходимые количества катализатора.

6. Проводят технологические расчеты и определяют поверхность теплообмена.

7. Выполняют конструктивно-технологические расчеты.

Термодинамика и кинетика

Оптимальные условия проведения процесса

Ориентировочный температурный диапазон работы реактора

Тип технологической схемы

Оптимальные значения размера зерна катализатора

Линейная скорость газа

Число полок реактора и оптимальное распределение катализатора

Материальные балансы

Теплотехнические расчеты и определение поверхности теплообмена